CN202024529U - 便携式双压缩机制冷*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型蒸汽压缩制冷***，该制冷***由双压缩机制冷装置、控制***、水箱、电池组件、电源模块等组成。其中，双压缩机制冷装置由上层制冷组件和下层制冷组件组成，各个制冷组件均实现一个标准的蒸汽压缩制冷循环，包括压缩机、冷凝器、过滤器、电子膨胀阀和蒸发器，而制冷剂在其中循环流动，实现制冷循环，通过蒸发器产生冷水，能够广泛的用于需要冷水的各种场合，从而实现制冷目的。本实用新型使用两套微型压缩制冷装置，实现了制冷量大、制冷速度快的特点，同时保持了便携移动的特点，能够有效的应用于各类制冷载荷需求大、要求便携移动的场合。

Description

便携式双压缩机制冷***

技术领域

本实用新型涉及一种针对个体降温的制冷***，特别是便携式双压缩机制冷***。

背景技术

随着现代科技的发展、工业水平的提高以及生活水平的提升，对冷水的应用需求是日益增长，诸多需要冷水的场合越来越多，例如仪器恒温保持、设备加工冷却、个体热环境防护、局部微环境冷却等等。

如各类移动设备以及户外使用的高发热量电子设备，由于结构紧凑且考虑移动便携等原因，其散热的能力相当有限，若在高温环境下工作超过一定时长，将会严重缩短其使用寿命。例如便携式摄像机若遭遇高温环境，且连续工作时间超过两小时，摄像机就可能因为过热而不能稳定运行。目前，本申请人针对各类移动设备和户外使用的高发热量电子设备已研发出专用降温装置，以通过其外部的微型冷水机，不间断提供给包裹在该设备表面的降温罩冷水，以彻底解决该设备在高温环境下散热不良的问题。

但是，若现场同时有两台或以上的摄像机或是还有其他的设备需要冷却，由于目前的微型冷水机制冷量有限，需要给每台设备单独配备一台冷水机。如果现场设备较多，多台冷水机和各个连接管路将会使现场变得复杂和混乱，给设备的安装和维护带来大量的不便。若采用小型的冷水机组，这样制冷量能够满足要求，但是***的便携性以及现场的噪声将难以满足。如果能够拥有一台制冷量足够且满足移动便携需求的冷水机，毫无疑问，这将给现场的工作带来足够的便利。

又如针对个体的热防护装备，如第89218510.4号专利的管式液冷防暑降温背心，是由外置的制冷箱与设置在衣服上的液冷管道连接，管道内置循环流动的冷却液体；利用冰的融解热作为热沉，以微型电动循环泵驱使液体经过热交换器带走人体的热量，实现在高温环境中减轻人体的热应激。

但是，其外置制冷箱体积较大，同时采用冰的融解热作为热沉，难以持续工作，需要不定期更换，因此外置制冷箱严重制约着***的工作能力。若采用外置的微型冷水机，便可解决这个问题并且提供足够的制冷量，这正是目前微气候***所完成的任务。但是，一旦涉及到多名人员的集体降温，这可能需要给每一个乘员配备一台微型冷水机，无疑增加了许多的麻烦；若能采用拥有较大制冷量的冷水机实现“一拖多”，即一套制冷***同时供给多套降温背心冷水，这便可集中使用于各类机组成员集体的热环境防护场所。

再如移动降温座椅，和降温背心一样，使用外置的微型冷水机提供整个座椅的冷源和动力，可以应用于移动救护或沙滩休闲等。但是限于制冷量不足，每一台移动降温座椅，需要单独配备一台微型冷水机；如果同时救护多人或是多人集体降温，若每一个人单独配备一台冷水机，无疑是增加了设备的成本和操作的复杂性，给使用者带来诸多不便。若能采用拥有较大制冷量的微型冷水机实现“一拖多”，即一套制冷***同时供给多套降温座椅冷水，这便给现场工作带来极大的简化。

诸如此类需要较大制冷量、同时要求便携移动的制冷设备，其需求是与日俱增。然而，目前实际的情况是：若制冷量需求较大，可以采用小型的冷水机组，但是其便携性和噪声难以达到要求；若是采用微型冷水机，则其制冷量难以同时满足多人需求。

因此，有必要进一步研发一种具有更大制冷量且便携移动的制冷***。

发明内容

本实用新型目的在于解决现有的移动制冷设备存在的要么制冷量不足，要么便携移动能力不足、或者不能快速投入使用以及不能长时间工作的问题，而提供一种启动快速、温度可控且制冷量较大工作时间较长的便携式双压缩机制冷***，以适应各类要求移动便携且制冷量大的场所所需的冷源。

上述的便携式双压缩机制冷装置，包括壳体、第一制冷组件、第二制冷组件、水箱***以及装设在所述壳体的电池组件、电源模块和控制***；所述壳体具有安装有水盖的上壳、装配有底板的底壳、设在所述壳体壳壁的散热孔组、风扇以及进水接头和出水接头；所述散热孔组与风扇分别位于壳体的相对侧的壳壁；所述的第一制冷组件和第二制冷组件为相同结构，装配在所述壳体底板，均由压缩机、冷凝器、过滤器、电子膨胀阀和蒸发器通过连接管依次密封连接，形成循环回路，制冷剂在其中循环流动，实现制冷循环；所述水箱***包括水箱以及安装在水箱的下部侧面的内循环水泵和外循环水泵；所述内循环水泵分别连接所述的第一制冷组件蒸发器和第二制冷组件蒸发器，所述两个蒸发器分别连接所述水箱；所述外循环水泵连接所述壳体的出水接头，所述壳体的进水接头连接所述水箱。

所述的压缩机通过第一连接管路连接冷凝器；所述的冷凝器位于压缩机的外侧通过第二连接管路连接过滤器；所述的过滤器通过第三连接管路连接电子膨胀阀；所述电子膨胀阀通过第四连接管路连接蒸发器；所述蒸发器通过第五连接管路与所述压缩机密封连接。所述的第三连接管路和第五连接管路分别设有回热管。

所述的第一制冷组件和第二制冷组件并列装设在所述壳体的底板。所述的第一制冷组件和第二制冷组件上下布置，通过支架装配连接并固定在所述壳体底板；所述壳体的散热孔组和风扇具有两组，分别与所述的第一制冷组件冷凝器和第二制冷组件冷凝器相匹配。

所述上壳的上端面安装有提手和水盖，下端面安装有电池安装箱。

所述水箱***设有温度传感器。

所述电池组件包括电池和电池盒；所述电池盒具有上盖、装设在上盖的提手、垫板和装设在垫板的插头与插座。

所述控制***为微电脑控制***，包括装配在所述上壳的主控板、驱动板、控制按钮和人机交互面板；所述主控板控制整个***的运行，所述驱动板驱动压缩机的电机按一定的转速运行，该转速的大小由主控板所发出的0~5V电压信号按比例决定。

本实用新型通过在***中使用双压缩机微型制冷***，实现了便携移动和制冷量要求兼顾的目标，能够广泛的应用于需要较大的制冷量，而且需要保持***的移动便携性能的场合，发挥巨大的作用。主要可以用于高温环境或高的热环境防护要求下，提供各类移动设备散热联合使用所需的冷源，各类战车、战机、舰船乘员集体热防护所用的冷源，以及各类要求移动便携且制冷量大的场所所需的冷源。

附图说明

图1是本实用新型的便携式双压缩机制冷***结构示意图。

图2是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的壳体的局部结构示意图。

图3是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的壳体的另一局部结构示意图。

图4是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的制冷组件装配结构示意图。

图5是图4的正视图。

图6是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的上层制冷组件结构示意图。

图7是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的下层制冷组件结构示意图。

图8是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的水箱组件结构示意图。

图9是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的电池组件结构示意图。

图10是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的电源模块装配结构示意图。 

图11和图12是本实用新型的便携式双压缩机制冷***的控制***装配结构示意图。

具体实施方式

如图1至图12所示，本实用新型的便携式双压缩机制冷***由壳体1、第一制冷组件2、第二制冷组件3、水箱***5、电池组件6、电源模块7、控制***8等组成。下面以第一制冷组件1和第二制冷组件2采用上下叠加的装配方式为例进行描述。

如图1、图2、图3所示，壳体1具有上壳11、底壳12、散热孔组13及装设在壳体1壳壁的风扇14和进出水接头组件15；

上壳11的上端面安装有提手111、水盖112，下端面安装有电池安装箱113；

底壳12装配有底板121，用于装配固定第一制冷组件2、第二制冷组件3和水箱***5；

散热孔组13开设在壳体1的一侧壳壁上，具有上下布设的两组，包括第一散热孔组131和第二散热孔组132；

风扇14装配在壳体1上与散热孔组13相对侧的壳壁内侧，包括上下布设的第一风扇141和第二风扇143；该壳壁外侧与第一风扇141和第二风扇143相对应的位置分别装设有第一保护网142和第二保护网144；

进出水接头组件15装设在壳体1的其他壳壁，具有进水接头151和出水接头152。

第一制冷组件2和第二制冷组件3是标准的蒸汽压缩制冷循环组件，具有相同的结构，同样包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、过滤器、电子膨胀阀和蒸发器。如图4到图7所示，第一制冷组件2和第二制冷组件3通过支架4装配固定在外壳1的底壳底板121上。下面主要以第一制冷组件2为例予以说明。 

第一制冷组件2装配在支架4的上部，第一制冷组件的压缩机21、冷凝器22、过滤器23、电子膨胀阀24和蒸发器25之间依次通过管路密封连接，形成循环回路，制冷剂在其中循环流动，实现制冷循环；其中压缩机21、冷凝器22、过滤器23及蒸发器25均通过支架4装配固定，管路上设有冷媒加注管26，其断口为铜针阀，使用铜针阀与外部充注机密封连接，充注完成后，断开连接。

压缩机21为24V直流滚动转子式压缩机，电机是永磁无刷直流电机，其转速在1000rpm~6500rpm之间可连续调节，通过驱动板82驱动压缩机的电机旋转；通过第一连接管路211连接冷凝器22；

冷凝器22为平行流式冷凝器，位于压缩机21的外侧，入口端通过第一连接管路211与压缩机21密封连接，出口端通过第二连接管路221连接过滤器23入口端，外侧与壳体1的第一散热孔组131相匹配；

过滤器23出口端通过第三连接管路231连接电子膨胀阀24入口端，第三连接管路231上设有回热管232，并与回热管232的内管连通；

电子膨胀阀24的出口端通过第四连接管路241连接蒸发器25的入口，通过精确调节制冷剂的流量，实现制冷温度控制；

蒸发器25为板式换热器，用于对冷却用水进行冷却，其出口通过第五连接管路251与压缩机21密封连接；第五连接管路251中部连接回热管232的外管并与之相通。

同理，第二制冷组件3装配在支架4的下部，其压缩机31、冷凝器32、过滤器33、电子膨胀阀34和蒸发器35之间依次通过第二制冷组件3的第一连接管路311、第二连接管路321、第三连接管路331、第四连接管路341和第五连接管路351密封连接，形成循环回路，制冷剂在其中循环流动，实现制冷循环。该第二制冷组件3的第三连接管路和第五连接管路上也设有回热管。第二制冷组件2装配在支架4的上部，其压缩机31、冷凝器32、过滤器33及蒸发器35均装配固定在支架4。冷凝器32外侧与壳体1的第二散热孔组132相匹配。

如图1和图8所示，水箱***5包括水箱51、内循环水泵52、外循环水泵53和连接管路等；

水箱51用于容纳循环水，具有保温外壳和水箱盖511，顶部有注水口512，进水口设有第一、第二两个进水接头（图未示）；

内循环水泵52和外循环水泵53安装在水箱51的下部侧面；其中内循环水泵52用于吸取水箱51内的水，通过第一三通接头521分别供给第一制冷组件2和第二制冷组件3中的蒸发器25、35，蒸发器25、35的出水则通过第二三通接头513连接第一进水接头回到水箱51；

外循环水泵53用于吸取水箱51内的水，通过出水接头152供给外部用水，外部用水使用后，通过进水接头151和连接管路进入第二进水接头回到水箱51，实现水的循环利用；

其中，第一进水接头用于回收来自第一制冷组件2和第二制冷组件3中的蒸发器25、35的出水，第二进水接头用于通过进出水接头组件131的进水口回收外部用水；第一进水接头和第二进水接头为快拧接头；

为实现温度控制，及时检测循环水温度，水箱***5增设温度传感器54，用于检测水箱51内部水的温度。

如图1和图9所示，电池组件6包括电池61和电池盒62。电池61是DC24V20AH的磷酸铁锂电池；电池盒62具有上盖621、装设在上盖621的提手622、垫板623和装设在垫板623的插头624与插座625。插头624为三芯航空插头，用于供给电池充电。插座625为三芯电源插座，用于***用电。提手622以方便安装和卸载电池组件6。

如图1和图10所示，电源模块7装设在壳体1的内侧，包括20A开关电源71、三档开关72、三芯电源插座73、PCB端子接线板74和PCB端子固定板75等。

20A开关电源71用于将外部交流电转化为压缩机、风扇、控制***等需要的24V直流电；三档开关72共有AC、DC、OFF三档，用于控制***8的供电与否与供电方式的选择；三芯电源插座73用于接通外部交流电；PCB端子接线板74用于连接控制***8和压缩机、风扇、传感器等；PCB端子固定板75用于固定PCB端子接线板74。

如图1、图11和图12所示，控制***8为微电脑控制***，包括装配在上壳11的主控板81、驱动板82、控制按钮83和人机交互面板84。主控板81控制整个***的运行，包括第一、第二制冷组件的压缩机21/31、第一、第二风扇144/146、内循环水泵52、外循环水泵53的启停控制，以及第一、第二制冷组件的电子膨胀阀25、35的开关动作控制，并根据人工设定的***参数和水温的变化，实时调整向驱动板82发出的电压控制信号的大小，使压缩机21、31作变转速运行，并具有必备的保护功能，维持整个***安全稳定运行；驱动板82驱动压缩机的电机按一定的转速运行，该转速的大小由主控板81所发出的0~5V电压信号按比例决定；控制按钮83用于人工设定***参数；人机交互面板84用于人机信息交换。

该双压缩机制冷***的第一制冷组件2和第二制冷组件3也可以并列布设在壳体1的底板121，外壳1及其散热孔组13和通孔14亦与之相匹配。

整个制冷***制冷及工作原理：

第一制冷组件2的压缩机21、冷凝器22、过滤器23、电子膨胀阀24、蒸发器25与连接管路、充注在管路中的冷媒构成第一制冷***，第二制冷组件3的压缩机31、冷凝器32、过滤器33、电子膨胀阀34、蒸发器35与连接管路、充注在管路中的冷媒构成第二制冷***。其制冷原理如下：通过蒸发器25（35）中的冷媒蒸发产生制冷效应，冷却蒸发器25（35）的水，并由内循环水泵52提供动力实现水蒸发器25（35）的流动，以维持***正常工作。冷媒可采用任一种环保型制冷剂，在实施例中是R134a冷媒。

第一制冷***中制冷剂的流向为：压缩机21→冷凝器22→过滤器23→电子膨胀阀24→蒸发器25→压缩机21。制冷剂依次流经各部件，构成闭合回路，各部件之间采用铜管钎焊连接，即连接管均为铜管。第二制冷***亦然。

该制冷***的工作原理是：制冷剂气体被压缩机21（31）压缩，变成高温高压的气体，进入冷凝器22（32）。在冷凝器22（32）中，由于高温高压气体的温度高于从第一风扇144（第二风扇146）送来的环境空气的温度，因此向环境空气散热而冷凝成为制冷剂液体。在冷凝器22（32）的出口，制冷剂气体已完全变为液体。此制冷剂液体进入过滤器23（33），以滤去其中可能包含的杂质及去除水分。然后制冷剂液体进入电子膨胀阀24（34），压力迅速降低，一部分液体散发出来，变成低压低温的气液混合物。此气液混合物流入蒸发器25（35），其中的液体继续蒸发，温度进一步降低。在蒸发过程中，不断吸收蒸发器25（35）另一侧流道中水的热量，使水的温度降低，即产生制冷效应。至蒸发器25（35）的出口，制冷剂液体已全部蒸发完毕，变成过热蒸汽。此过热蒸汽又被压缩机21（31）吸入而进行压缩，如此循环往复，而源源不断地产生冷量。

第一风扇144和第二风扇146用于冷凝器22、32的强制对流散热，也用于带走压缩机21、31和控制***8等的热量。

该制冷***中所使用的压缩机均是可变转速的直流24V转子式压缩机，该压缩机由无刷直流电机驱动，可以使用电源模块将交流电转换得到的直流电、车载24伏电压或24伏可充式锂电池。根据使用电源，本制冷***的工作时间不同，若是使用交流电源或是使用车载电源无时间限制；使用可充式锂电池，可工作3-6小时，通过更换电池可实现持续制冷。

该最高工作温度均为55℃；降温温度范围为从0℃到环境温度；体积尺寸为416mm x 447mm x 219mm；工作电流：3A-18A；交流工作电压为220-240V，直流工作电压为20V-28V。

该便携式双压缩机制冷***实现了便携移动和制冷量要求兼顾的目标，能够广泛的应用于需要较大的制冷量、同时需要保持***的移动便携性能的场合，可以广泛用于移动电子设备的冷却、热环境恶劣的机组成员的集体热防护等领域，并将在未来制冷的应用中发挥越来越大的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的保护范围，故举凡运用本实用新型说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。  

Claims (10)

1.一种便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述***包括壳体、第一制冷组件、第二制冷组件、水箱***以及装设在所述壳体的电池组件、电源模块和控制***； 

所述壳体具有安装有水盖的上壳、装配有底板的底壳、设在所述壳体壳壁的散热孔组、风扇以及进水接头和出水接头；所述散热孔组与风扇分别位于壳体的相对侧的壳壁；

所述的第一制冷组件和第二制冷组件为相同结构，装配在所述壳体底板，均由压缩机、冷凝器、过滤器、电子膨胀阀和蒸发器通过连接管依次密封连接，形成循环回路，制冷剂在其中循环流动，实现制冷循环；

所述水箱***包括水箱以及安装在水箱的下部侧面的内循环水泵和外循环水泵；所述内循环水泵分别连接所述的第一制冷组件蒸发器和第二制冷组件蒸发器，所述两个蒸发器分别连接所述水箱；所述外循环水泵连接所述壳体的出水接头，所述壳体的进水接头连接所述水箱。

2.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述的压缩机通过第一连接管路连接冷凝器；所述的冷凝器位于压缩机的外侧通过第二连接管路连接过滤器；所述的过滤器通过第三连接管路连接电子膨胀阀；所述电子膨胀阀通过第四连接管路连接蒸发器；所述蒸发器通过第五连接管路与所述压缩机密封连接。

3.如权利要求2所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述的第三连接管路和第五连接管路分别设有回热管。

4.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述的第一制冷组件和第二制冷组件并列装设在所述壳体的底板。

5.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述的第一制冷组件和第二制冷组件上下布置，通过支架装配连接并固定在所述壳体底板。

6.如权利要求5所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述壳体的散热孔组和风扇具有两组，分别与所述的第一制冷组件冷凝器和第二制冷组件冷凝器相匹配。

7.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述上壳的上端面安装有提手和水盖，下端面安装有电池安装箱。

8.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述水箱***设有温度传感器。

9.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述电池组件包括电池和电池盒；所述电池盒具有上盖、装设在上盖的提手、垫板和装设在垫板的插头与插座。

10.如权利要求1所述的便携式双压缩机制冷***，其特征在于：所述控制***为微电脑控制***，包括装配在所述上壳的主控板、驱动板、控制按钮和人机交互面板；所述主控板控制整个***的运行，所述驱动板驱动压缩机的电机按一定的转速运行，该转速的大小由主控板所发出的0~5V电压信号按比例决定。

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